1、项目五 灯光与摄影机,理论指导,（一）灯光简介和类型,1标准灯光,标准灯光包括聚光灯、平行光、泛光灯和天光，主要用于模拟家用、办公、舞台、电影和工作中使用的设备灯光以及太阳光。与光度学灯光不同是，标准灯光不具有基于物理的强度值。,3ds Max 2011的“灯光”创建面板中列出了用户可以创建的所有灯光，大致可分为“标准”和“光度学”两类。,“灯光”创建面板,聚光灯：聚光灯产生的是从发光点向某一方向照射、照射范围为锥形的灯光，常用于模拟路灯、舞台追光灯等的照射效果。平行光：同聚光灯不同，平行光产生的是圆形或矩形的平行照射光线，常用来模拟太阳光、探照灯、激光光束等的照射效果。,聚光灯 平行光,根据
2、灯光有无目标点，可以将聚光灯分为目标聚光灯和自由聚光灯，将平行光分为目标平行光和自由平行光。,目标聚光灯 自由聚光灯,泛光灯：泛光灯属于点光源，它可以向四周发射均匀的光线，照射范围大，无方向性，常用来照亮场景或模拟灯泡、吊灯等的照射效果。天光：天光可以从四面八方同时向物体投射光线，还可以产生穹顶灯一样的柔化阴影，缺点是被照射物体的表面无高光效果。常用于模拟日光或室外场景的灯光。,泛光灯和天光,mr区域泛光灯：当使用mental ray渲染器渲染场景时，区域泛光灯从球体或圆柱体体积发射光线，而不是从点源发射光线。mr区域聚光灯：当使用mental ray渲染器渲染场景时，区域聚光灯从矩形或碟形区
3、域发射光线，而不是从点源发射光线。,2光度学灯光,光度学灯光不同于标准灯光，它使用现实中的计量单位来精确定义灯光的特性。例如，您可以设置光度学灯光的分布、强度和色温等，还可以导入照明制造商提供的光度学文件以设计基于灯光的照明。光度学灯光包括目标灯光、自由灯光和Mr Sky门户 。,光度学灯光类型,目标灯光：目标灯光具有可以用于指向灯光的目标子对象（目标点），可以选择球形分布、聚光灯分布，以及光度学Web分布等光发散类型。,选择灯光发散方式和加载光域网文件,自由灯光：自由灯光不具备目标子对象，同样可以选择球形分布、聚光灯分布以及光度学Web分布等光发散类型。Mr Sky门户：Mr Sky门户聚集
4、由日光系统生成的天光（相对于直射太阳光）。当将Sky 门户应用于玻璃门与窗户之类的对象时，这些对象会变成光源，从而使邻近区域（尤其是建筑物内部）依次被照亮。,（二）布光的方法和原则,下面以一个简单的实例介绍一下如何使用三点照明法为场景布光。,场景效果 在前视图中创建一盏目标聚光灯,1.打开素材文档。,2.单击“灯光”创建面板“标准”分类中的“目标聚光灯”按钮，然后在前视图中单击并拖动鼠标，到适当位置后释放左键，创建一盏目标聚光灯，作为场景的主光源 。,调整目标聚光灯的照射方向和参数,3.使用移动工具在顶视图中调整目标聚光灯发光点的位置，以调整其照射方向；然后在“修改”面板的“常规参数”、“强度
5、/颜色/衰减”和“聚光灯参数”卷展栏中调整聚光灯的基本参数，完成场景主光源的调整。 。,创建主光源后的效果,创建辅助光并调整其高度,4. 激活透视图，按【F9】键进行快速渲染 。,5.在前视图中选中目标聚光灯的发光点，然后通过移动克隆再复制出一盏目标聚光灯，作为场景的辅助光；再调整辅助光发光点的高度 。,调整辅助光的照射方向和基本参数,6.在顶视图中继续调整辅助光发光点的位置，以调整其照射方向；然后在“修改”面板的“常规参数”和“强度/颜色/衰减”卷展栏中调整辅助光的基本参数，完成场景辅助光的调整。,创建两盏泛光灯作为场景的背景光,7.单击“灯光”创建面板“标准”灯光分类中的“泛光灯”按钮，然
6、后分别在顶视图中中图所示位置单击鼠标，创建两盏泛光灯，作为场景的背景光；再在前视图中调整其高度 。,将地面从泛光灯的照射对象中排除,8.单击“修改”面板“常规参数”卷展栏“阴影”区中的“排除”按钮，利用打开的“排除/包含”对话框将Ground从泛光灯的照射对象中排除（泛光灯的其他参数使用系统默认即可）。,创建灯光后的渲染效果,9.对透视图进行快速渲染 。,“排除/包含”对话框决定选定的灯光不照亮哪些对象或在无光渲染元素中考虑哪些对象。其各选项的意义如下。,排除/包含：决定灯光（或无光渲染元素）是排除还是包含右侧列表中的对象。照明：排除或包含对象表面的照明。阴影投影：排除或包含对象的阴影。二者兼
7、有：排除或包含上述两者。场景对象：选中左边场景对象列表中的对象，然后使用箭头按钮将它们添加至右面的扩展列表中。选择集：显示命名选择集列表，可从此列表中选择一个选择集来选中在“场景对象”列表中的对象。,在3ds Max中为场景布光时需要注意以下几点：,灯光的创建顺序：创建灯光时要有一定的顺序，通常先创建主光源，再创建辅助光，最后创建背景光和装饰灯光。灯光强度的层次性：设置灯光强度时要有层次性，以体现出场景的明暗分布，通常情况下，主光源强度最大，辅助光次之，背景光和装饰灯光强度较弱。场景中灯光的数量：场景中灯光的数量宜精不宜多，灯光越多，场景的显示和渲染速度越慢。,（三）灯光的基本参数,1“常规参
8、数”卷展栏,该卷展栏中的参数主要用于更改灯光的类型和设置灯光的阴影产生方式。,“常规参数”卷展栏,灯光类型：该区中的参数主要用于切换灯光类型，另外，利用“开启”复选框可以控制灯光效果的开启和关闭，利用“目标”复选框可以设置灯光是否有目标点（复选框右侧的数值为发光点和目标点间的距离）。阴影：该区中的参数用于设置渲染时是否渲染灯光的阴影，以及阴影的产生方式。下方的“排除”按钮用于设置场景中哪些对象不产生阴影。,阴影贴图 光线跟踪阴影 区域阴影 高级光线跟踪阴影,2“强度/颜色/衰减”卷展栏,该卷展栏中的参数主要用于设置灯光的强度、颜色，以及灯光强度随距离的衰减情况。,“强度/颜色/衰减”卷展栏,倍
9、增：设置灯光的光照强度，右侧的颜色框用于设置灯光的颜色（当倍增值为负数时，灯光将从场景中吸收光照强度）。衰退：该区中的参数用于设置灯光强度随距离衰减的情况。衰减类型设为“倒数”时，灯光强度随距离线性衰减；设为“平方反比”时，灯光强度随距离的平方线性衰减；“开始”编辑框用于设置衰减的开始位置（选中“显示”复选框时，在灯光开始衰减的位置以绿色线框进行标记）。,选中 “显示”复选框后的效果,灯光由此位置开始衰减,近距衰减：该区中的参数用于设置灯光由远及近衰减（即从衰减的开始位置到结束位置，灯光强度由0增强到设定值）的情况。选中“显示”复选框时，在灯光的光锥中将显示出灯光的近距衰减线框。远距衰减：该区
10、中的参数用于设置灯光由近及远衰减（即从衰减的开始位置到结束位置，灯光强度由设定值衰减为0）的情况。选中“显示”复选框时，在灯光的光锥中将显示出灯光的远距衰减线框。,近距衰减线框 远距衰减线框,3“阴影参数”卷展栏,该卷展栏中的参数主要用于设置对象和大气的阴影,“阴影参数”卷展栏,颜色：单击右侧的颜色框可以设置对象阴影的颜色。密度：该编辑框用于设置阴影的密度，从而使阴影变暗或者变亮，默认为1。当该值为0时，不产生阴影；当该值为正数时，产生左侧设定颜色的阴影；当该值为负数时，产生与左侧设定颜色相反的阴影。贴图：单击右侧的“无”按钮可以为阴影指定贴图，指定贴图后，对象阴影的颜色将由贴图取代，常用来模
11、拟复杂透明对象的阴影。,为对象阴影指定贴图前后的效果,灯光影响阴影颜色：选中此复选框，灯光的颜色将会影响阴影的颜色，阴影的颜色为灯光颜色与阴影颜色混合后的颜色。不透明度：设置大气阴影的不透明度，即阴影的深浅程度。默认为100，取值为0时，大气效果没有阴影。颜色量：设置大气颜色与阴影颜色混合的程度，默认为100。,4“高级效果”卷展栏,该卷展栏中的参数主要用来设置灯光对物体表面的影响方式，以及设置投影灯的投影图像。,“高级效果”卷展栏,对比度：设置被灯光照射的对象中明暗部分的对比度，取值范围为0100，默认为0。柔化漫反射边：设置对象漫反射区域边界的柔和程度，取值范围为0100，默认为0。漫反射
12、/高光反射/仅环境光：这三个复选框用于控制是否开启灯光的漫反射、高光反射和环境光效果，以控制灯光照射的对象中是否显示相应的颜色。,投影贴图：该区中的参数用于为聚光灯设置投影贴图，为右侧的“无”按钮指定贴图后，灯光照射到的位置将显示出该贴图图像。该功能常用来模拟放映机的投射光、透过彩色玻璃的光和舞厅的灯光等。,投影贴图的图像和渲染前后的效果,5“大气和效果”卷展栏,该卷展栏主要用于为灯光添加或删除大气效果和渲染特效。单击卷展栏中的“添加”按钮，在打开的“添加大气或效果”对话框中选中“体积光”项，然后单击“确定”按钮，即可为灯光添加体积光大气效果。单击卷展栏中的“删除”按钮可删除选中的大气效果；单
13、击“设置”按钮可打开“环境和效果”对话框，利用该对话框中的参数可调整大气效果。,为灯光添加大气效果,（四）使用摄影机,使用摄影机视口可以调整摄影机，就好像您正在通过其镜头进行观看，这对于编辑和渲染场景非常有用。,使用摄影机,1摄影机类型,3ds Max 2011为用户提供了两种摄影机：自由摄影机和目标摄影机。,摄影机类型,目标摄影机：该摄影机类似于灯光中带有目标点的灯光，它由摄影机图标、目标点和观察区三部分构成。使用时，用户可分别调整摄影机图标和目标点的位置，容易定位，适合拍摄静止画面、追踪跟随动画等大多数场景。其缺点是，当摄影机图标无限接近目标点或处于目标点正上方和正下方时，摄影机将发生翻转
14、，拍摄画面不稳定。,目标摄影机的构成,摄影机图标,目标点,观察区,自由摄影机：该摄影机类似于灯光中无目标点的灯光，只能通过移动和旋转摄影机图标来控制摄影机的位置和观察角度。其优点是不受目标点的影响，拍摄画面稳定，适于对拍摄画面有固定要求的动画场景。,2创建摄影机,目标摄影机的创建方法与目标灯光类似，单击“摄影机”创建面板中的“目标”按钮，然后在视图中单击并拖动鼠标，到适当位置后释放鼠标左键，确定摄影机图标和目标点的位置，即可创建一个目标摄影机。,创建目标摄影机,单击“摄影机”创建面板中的“自由”按钮，然后在视图中单击鼠标，即可创建一个拍摄方向垂直于当前视图的自由摄影机（在透视视图中单击时，将创
15、建一个拍摄方向垂直向下的自由摄影机）。,创建自由摄影机,创建完摄影机后，按【C】键可将当前视图切换为摄影机视图。此时利用3ds Max窗口左下角视图控制区中的工具可调整摄影机视图的观察效果。在此着重介绍如下几个工具。,推拉摄影机：选中此按钮，然后在摄影机视图中拖动鼠标，可使摄影机图标靠近或远离拍摄对象，以缩小或增大摄影机的观察范围。视野：选中此按钮，然后在摄影机视图中拖动鼠标，可缩小或放大摄影机的观察区。由于摄影机图标和目标点的位置不变，因此，使用该工具调整观察视野时，容易造成观察对象的视觉变形。平移摄影机：选中此按钮，然后在摄影机视图中拖动鼠标，可沿摄影机视图所在的平面平移摄影机图标和目标点
16、，以平移摄影机的观察视野。,环游摄影机：选中此按钮，然后在摄影机视图中拖动鼠标，可使摄影机图标绕目标点旋转（摄影机图标和目标点的间距保持不变）。按住此按钮不放会弹出“摇移摄影机”按钮，使用此按钮可以将目标点绕摄影机图标旋转。侧滚摄影机：选中此按钮，然后在摄影机视图中拖动鼠标，可使摄影机图标绕自身Z轴（即摄影机图标和目标点的连线）旋转。,3摄影机重要参数,选中摄影机图标后，在“修改”面板中将显示出摄影机的参数。在此着重介绍如下几个参数。,摄影机的参数,镜头：显示和调整摄影机镜头的焦距。视野：显示和调整摄影机的视角（左侧按钮设为、或时，“视野”编辑框显示和调整的分别为摄影机观察区对角方向、水平方向
17、和垂直方向的角度）。,正交投影：选中此复选框后，摄影机无法移动到物体内部进行观察，且渲染时无法使用大气效果。备用镜头：单击该区中任一按钮，即可将摄影机的镜头和视野设为该备用镜头的焦距和视野。需要注意的是，小焦距多用于制作鱼眼的夸张效果，大焦距多用于观测较远的景物，以保证物体不变形。类型：该下拉列表框用于转换摄影机的类型，目标摄影机转换为自由摄影机后，摄影机的目标点动画将会丢失。显示地平线：选中此复选框后，在摄影机视图中将显示出一条黑色的直线，表示远处的地平线。,环境范围：该区中的参数用于设置摄影机观察区中出现大气效果的范围。“近距范围”和“远距范围”表示大气效果的出现位置和结束位置与摄影机图标
18、的距离（选中“显示”复选框时，在摄影机的观察区中将显示出表示该范围的线框）。剪切平面：该区中的参数用于设置摄影机视图中显示哪一范围的对象，常利用此功能观察物体内部的场景。选中“手动剪切”复选框可开启此功能，利用“远距剪切”和“近距剪切”编辑框可设置远距剪切平面和近距剪切平面与摄影机图标的距离。,剪切平面及剪切前后摄影机视图的效果,多过程效果：该区中的参数用于设置渲染时是否对场景进行多次偏移渲染，以产生景深或运动模糊的摄影特效。选中“启用”复选框可开启此功能；下方的“效果”下拉列表框用于设置所用的多过程效果（选定某一效果后，在“修改”面板将显示出该效果的参数，默认选中“景深”项）。 目标距离：该
19、编辑框用于显示和设置目标点与摄影机图标间的距离。,任务实践,任务一 桌面一角,下面我们为场景添加目标平行光和目标聚光灯，制作桌面一角 效果。,在制作桌面一角的效果时，首先通过创建目标平行光模拟日光光线；然后通过创建目标聚光灯模拟台灯的灯光效果；再通过“环境和效果”对话框为场景添加环境贴图和体积光效果；最后对场景进行渲染。本例具体操作见本书配套光盘中的“5-1.avi”视频文件。,桌面一角,任务二 为客厅添加灯光,下面为客厅添加灯光。,本例是模拟太阳光照亮室内空间，以及使用室内灯光点缀的效果。打开素材文件后，首先在窗外创建一个目标平行灯，作为模拟太阳光的主光源；然后创建一个天光和一个泛光灯作为辅助光；最后创建三个目标聚光灯作为筒灯光源。本例具体操作见本书配套光盘中的“5-2.avi”视频文件。,为客厅添加灯光,任务三 山洞景深效果,本任务通过为山洞模型添加目标摄影机，并设置摄影机的景深参数，制作山洞景深效果。,在本任务中，首先创建一个目标摄影机，然后利用视图控制区中的工具调整摄影机的观察效果；接下来，开启摄影机的景深效果，并调整景深效果的参数；最后快速渲染场景，即可获得山洞的景深效果。本例具体操作见本书配套光盘中的“5-3.avi”视频文件。,开启和未开启景深效果时山洞的快速渲染效果,
